CC BY
10
УДК 574.21:504.064
DOI: 10.24412/1728-323X-2021-4-18-23
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕЛЕНА И ЕГО АНТАГОНИСТОВ В НЕКОТОРЫХ ПРОДУКТАХ ПЧЕЛОВОДСТВА С ПАСЕК ВБЛИЗИ УРБАРНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
На современном этапе актуальность проблемы обеспеченности и сбалансированности продуктов питания по микроэлементам возросла в связи с нарастающим загрязнением среды. В статье рассматриваются результаты исследований аналитических показателей проб почвы, перги и меда с трех пасек, расположенных вблизи урбанизированных территорий г. Уфы Республики Башкортостан: д. Романовка — поселок в Демском районе, с. Нагаево — поселок в Октябрьском районе, с. Федо-ровка — поселок в Калининском районе.
Определено значение рН водной и солевой вытяжки почвы каждой исследуемой территории; определено содержание селена и элементов — антагонистов (меди, мышьяка, свинца, цинка, кадмия) в почве, перге и меде. Показано, что на всех исследованных пасеках содержание селена в почве довольно велико — в среднем оно составило 21,4 мкг/кг. Однако высокое содержание в почве селена при кислых значениях рН почвы и высоком содержании элементов-антагонистов не позволили селену значительно накопиться в меде и перге. КБП для меда не превысил значение 1,26, а для перги — 1,61.
Сравнительный анализ данных показал, что высокие значения КБП селена коррелируют с высокими значениями КБП кадмия и цинка.
At the present stage, the urgency of the problem of the provision and balance of foodstuffs in microelements has increased in connection with the growing environmental pollution. The article analyzes the results of the studies of analytical indicators of soil samples, bee bread and honey from three apiaries located near the urbanized areas of the city of Ufa of the Republic of Bashkortostan: Romanovka village — a settlement in the Demsky District, Nagaevo village — a settlement in the Oktyabrsky District, Fedor-ovka village — a settlement in the Kalininsky District.
The pH values of the water and salt extracts of the soil were determined for each investigated area. The content of selenium and its antagonistic elements (copper, arsenic, lead, zinc, cadmium) in soil, bee bread and honey were determined. It was shown that in all studied apiaries the selenium content in the soil is quite high — on average it was 21.4 pg/kg. However, the high content of selenium in the soil at acidic pH values of soil and at the high content of antagonistic elements did not allow selenium to accumulate significantly in honey and bee bread. The biological absorption coefficient (BAC) for honey did not exceed 1.26, and for bee bread — 1.61.
Comparative analysis of the data showed that high BAC values of selenium correlate with high BAC values of cadmium and zinc.
Ключевые слова: аналитические показатели, селен, антагонисты селена, почва, мед, перга, свинец, медь, мышьяк, цинк, кадмий.
Keywords: analytical indexes, heavy metals, selenium, antagonists of selenium, soil, honey, beebread, lead, copper, arsenic, zinc, cadmium.
Г. Г. Козлова, к. х. н, доц., gg.birsk@gmail.com, С. А. Онина, к. х. н, доц., onina_svetlana@mail.ru,
Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Башкирский государственный университет»,
В. Г. Козлов, к. пед. н, доц.,
Российский государственный гуманитарный университет, филиал в г. Домодедово, Московская область, Kozlov.dmd@gmail.com,
Д. Р. Хабибуллина, магистрант, habibullina.di@gmail.com,
Бирский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Башкирский государственный университет», Россия
Введение. Современная жизнь требует более глубокого понимания культуры питания, которое выражается не только количеством, но и качеством продуктов. Особенно актуальна проблема обеспеченности и сбалансированности продуктов питания по микроэлементам, в том числе селену [1].
На современном этапе актуальность проблемы обеспеченности и сбалансированности продуктов питания по микроэлементам возросла в связи с нарастающим загрязнением среды [2].
Токсические вещества в процессе технологической переработки с газообразными, жидкими и твердыми промышленными отходами попадают в атмосферный воздух, воду и почву, что способствует формированию в городах и промышленных комплексах искусственных биогеохимических провинций. В связи с этим нарастает содержание многих химических элементов в воздухе, почве, природных водах, организме животных и растениях, используемых населением в качестве продуктов питания [3].
Цель исследования: определение валового содержания селена и его антагонистов (As, Cd, Zn, Cu, Pb) в почве и продуктах пчеловодства.
Ранее содержание селена и его антагонистов было определено в почве и продуктах пчеловодства пасек неурбанизированных районов Республики Башкортостан: Бирском, Бураевском Кара-идельском, Благоварском, Кигинском, Янауль-ском [4, 5].
Объектом данного исследования выбраны почва, мед и перга с частных пасек, расположенных в трех урбанизированных районах: д. Рома-новка — коттеджный поселок в Демском районе г. Уфы, с. Нагаево — коттеджный поселок в Ок-
18
№ 4, 2021
тябрьском районе г. Уфы, с. Федоровка — поселок в Калининском районе г. Уфы Республики Башкортостан.
Материалы и методы исследования. Пробы меда и перги взяты на пасеках, а образцы почвы — с расположенных вокруг пасек территорий радиусом 2 км.
Территория Демского район (д. Романовка) городского округа город Уфа Республики Башкортостан находится в южной части города (рис. 1). Крупнейшими промышленными предприятиями Демского района являются Уфимский завод электротехнических изделий, НГДУ «Уфанефть», НПК «Нефтегеофизика», ООО «Мед-стальконструкция».
Почвы Демского района (д. Романовка) относятся к серым лесным. Почвы сильно нарушены,
выщелочены, местами засолены. Возможно, причиной нарушения почв являются длительное, более 50 лет, воздействие урбанизации, автотранспорта, выбросов промпредприятий, кислотные дожди, вытаптывание, засоренность, отравление и выжигание плодородного слоя почвы при весенне-осенних субботниках [6].
Мед с пасеки Демского района желто-коричневого цвета, закристаллизованный. Перга очищенная и высушенная, имеет ровную форму и одинаковый темно-коричневый цвет.
Октябрьский район является своеобразным территориальным центром и транспортным узлом столицы, соединившим южную (административную) и северную (промышленную) части Уфы (рис. 2). Почвенный покров — типичные и выщелоченные черноземы.
Кабаково
Рис. 2. Объект исследования — пасека 2 (с. Нагаево Октябрьского района г. Уфы) (источник [12])
№ 4, 2021
19
Рис. 3. Объект исследования — пасека 3 (с. Федоровка Калининского района г. Уфы) (источник [12])
Мед с пасеки Октябрьского района светложелтого цвета, закристаллизованный. Окраска перги неоднородна: желтая, светло-коричневая, состоит из нескольких слоев разной пыльцы.
Калининский район (с. Федоровка) расположен в северо-восточной части города Уфы (рис. 3). Почвы — солонцеватые черноземы.
Мед с пасеки Калининского района вязкий, желтого цвета. Перга очищенная и высушенная; состоит из нескольких слоев пыльцы, имеет неоднородную окраску.
Отборы проб почвы произведены в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02—2017 [7]. Отборы проб продуктов пчеловодства произведены в соответствии с ГОСТ 52097—2003 [8].
Подготовка почв к анализу и приготовление водной вытяжки почвы осуществлялись в соответствии с ГОСТ 26423—85 [9]. Приготовление солевой вытяжки осуществлялось по ГОСТ 26483—85 [10]. Содержание элементов в пробах определяли по ГОСТ 30178—96 [11].
Результаты и их обсуждение
Для определения подвижности элементов и их доступности для растений был измерен водород-
ный показатель водной и солевой вытяжек почв исследуемых территорий (табл. 1).
Измерения рН позволили отнести почву с пасек Демского, Октябрьского и Калининского районов г. Уфы РБ к кислой. В кислых почвах содержатся малоподвижные формы селена — селе-ниды [6]. В кислых почвах подвижными являются кадмий, свинец, медь.
Далее было определено содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде исследуемых объектов и рассчитаны коэффициенты биологического поглощения (КБП) элементов для меда и перги.
Анализ полученных результатов позволил отметить следующее.
На всех трех исследованных пасеках содержание селена в почве довольно велико. В среднем оно составило 21,4 мкг/кг, тогда как среднее содержание селена в почве трех пасек Янаульского, Благоварского и Кигинского районов РБ составило 1,63 мкг/кг [5], а среднее содержание селена в почве пасек Бирского, Бураевского и Караи-дельского районов РБ равно 1,07 мкг/кг [4]. Выше содержание в почве свинца (24,29 и 13,34 мкг/кг в почве пасек [4, 5]), меди (25,61 и 17,3 мкг/кг
Таблица 1
Значения рН водной и солевой вытяжки почв пасек Демского, Октябрьского и Калининского районов г. Уфы РБ
Названия пасек Значения pH
Водная вытяжка Солевая вытяжка
Пасека 1 (д. Романовка Демского района г. Уфы) 6,43 ± 0,64 4,32 ± 0,72
Пасека 2 (с. Нагаево Октябрьского района г. Уфы) 5,51 ± 0,34 4,21 ± 0,54
Пасека 3 (с. Федоровка Калининского района г. Уфы) 6,65 ± 0,40 5,43 ± 0,28
20
№ 4, 2021
соответственно) и цинка (1,45 и 1,21 мкг/кг кроме пасеки Благоварского района, где содержание цинка велико).
Пасека 1: д. Романовка Демского района г. Уфы (табл. 2, 3).
Содержание селена в почве значительно (25,47 мкг/кг), а содержание свинца, меди и кадмия меньше, чем в почве двух других исследуемых пасек.
В сумме селен в продуктах пчеловодства накапливается слабо (КБП 1,19 для меда и 1,42 для перги) а хорошо накапливается кадмий (КБП 2,86 для меда и 5,86 для перги).
Пасека 2: с. Нагаево Октябрьского района г. Уфы (табл. 4, 5).
В почве пасеки Октябрьского района самое низкое содержание селена (17,31 мкг/кг). Содер-
жание элементов-антагонистов значительно (особенно много меди и цинка).
В итоге все элементы накопились в продуктах пчеловодства. КБП элементов невелик: для селена он составил 1,26 в меде и 1,61 в перге. Максимальное биологическое поглощение отмечено для цинка и кадмия. Медь, несмотря на ее высокое содержание в почве, извлеклась незначительно.
Пасека 3: с. Федоровка Калининского района г. Уфы (табл. 6, 7).
В почве пасеки Калининского района селена на несколько единиц меньше, чем в почве пасеки Демского района (21,39 и 25,47 мкг/кг соответственно). В почве много свинца и меди (29,49 и 26,76 мкг/кг соответственно), мышьяка меньше. Но почва кислая, она делает селен малоподвижным, а кадмий подвижным. В итоге в перге до-
Таблица 2
Валовое содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде (пасека 1, д. Романовка Демского района г. Уфы), мкг/кг
Объект Элемент
Se Pb As Cu Cd Zn
Почва Мед Перга 25,47 ± 0,26 30,32 ± 0,34 36,26 ± 0,27 18,36 ± 0,65 24,77 ± 0,39 36,58 ± 0,32 9,02 ± 0,08 15,40 ± 0,40 20,68 ± 0,10 19,76 ± 0,98 22,42 ± 0,24 28,53 ± 0,33 0,15 ± 0,03 0,43 ± 0,08 0,88 ± 0,07 1,34 ± 0,25 2,29 ± 0,09 3,92 ± 0,09
Таблица 3
Коэффициент биологического поглощения селена и элементов-антагонистов (пасека 1, д. Романовка Демского района г. Уфы)
Объект Se Pb As Cu Cd Zn
Мед 1,19 1,34 1,70 1,13 2,86 1,70
Перга 1,42 2,0 2,29 1,44 5,86 2,92
Таблица 4
Валовое содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде (пасека 2, с. Нагаево Октябрьского района г. Уфы), мкг/кг
Объект Элемент
Se Pb As Cu Cd Zn
Почва Мед Перга 17,31 ± 0,78 21,83 ± 0,53 28,03 ± 0,05 24,93 ± 0,03 30,64 ± 0,18 35,79 ± 0,20 10,89 ± 0,07 14,52 ± 0,61 18,50 ± 0,05 30,31 ± 0,06 38,23 ± 0,71 41,28 ± 0,59 2,62 ± 0,04 3,40 ± 0,48 5,74 ± 0,57 1,53 ± 0,03 3,16 ± 0,15 4,85 ± 0,48
Таблица 5
Коэффициент биологического поглощения селена и элементов-антагонистов (пасека 2, с. Нагаево Октябрьского района г. Уфы)
Объект Se Pb As Cu Cd Zn
Мед 1,26 1,22 1,33 1,26 1,29 2,06
Перга 1,61 1,43 1,69 1,36 2,19 3,16
№ 4, 2021
21
Таблица 6
Валовое содержание селена и элементов-антагонистов в почве, перге и меде (пасека 3, с. Федоровка Калининского района г. Уфы), мкг/кг
Объект Элемент
Se Pb As Cu Cd Zn
Почва Мед Перга 21,39 ± 0,76 26,45 ± 0,31 33,75 ± 0,65 29,49 ± 0,44 35,48 ± 0,44 39,34 ± 0,71 12,21 ± 0,36 16,08 ± 0,52 19,72 ± 0,68 26,76 ± 0,25 30,73 ± 0,73 47,03 ± 0,03 0,38 ± 0,03 0,48 ± 0,25 1,53 ± 0,15 1,49 ± 0,14 2,10 ± 0,61 3,72 ± 0,60
Таблица 7
Коэффициент биологического поглощения селена и элементов-антагонистов (пасека 3, с. Федоровка Калининского района г. Уфы)
Объект Se Pb As Cu Cd Zn
Мед 1,23 1,20 1,31 1,14 1,26 1,40
Перга 1,57 1,33 1,61 1,75 4,02 2,49
статочно сильно накапливается именно кадмий (КБП пергой 4,02).
Заключение. Определено значение рН водной и солевой вытяжки почвы каждой исследуемой территории. Это позволило отнести почву пасек Демского, Октябрьского, Калининского районов г. Уфы к кислой.
Определено валовое содержание селена и его антагонистов (As, Cd, Zn, Cu, Pb) в почве и продуктах пчеловодства. Для каждого элемента рассчитаны коэффициенты биологического поглощения.
Показано, что на всех исследованных пасеках содержание селена в почве довольно велико. В среднем оно составило 21,4 мкг/кг, тогда как среднее содержание селена в почве трех пасек Янаульского, Благоварского и Кигинского районов РБ составило 1,63 мкг/кг, а среднее содержание селена в почве пасек Бирского, Бураевского
и Караидельского районов РБ равно 1,07 мкг/кг. Высоко содержание в почве свинца, меди и цинка. Однако высокое содержание в почве селена при кислых значениях рН почвы и высоком содержании элементов-антагонистов не позволили селену значительно накопиться в меде и перге. КБП для меда не превысил значение 1,26, а для перги — 1,61 (тогда как КБП селена для меда и перги с пасек неурбанизированных территорий достигал 5 и 14 соответственно [5]).
Сравнительный анализ данных показал, что высокие значения КБП селена коррелируют с высокими значениями КБП кадмия и цинка. Так, КБП селена равен 1,57 при КБП кадмия 4,02 и КБП цинка 2,5 (пасека 3 с. Федоровка Калининского района г. Уфы), КБП селена равен 7 при КБП кадмия 1,98 и КБП цинка 1,9 (пасека Кигинского района), КБП селена равен 14 при КБП кадмия 2,44 и КБП цинка 2,59 [5].
Библиографический список
1. Ермаков В. В. Биогеохимия селена и его значение в профилактике эндемических заболеваний человека // Вестник отделения наук о Земле РАН: электронный научно-информационный журнал. — 2004. — № 1. — С. 22.
2. Калашникова М. В., Сидорова К. А., Пашаян С. А., Матвеева А. А. Изучение химического состава организма пчел в условиях пригородных пасек // Фундаментальные исследования. Биологические науки. — 2013. — № 10. — С. 1983—1986.
3. Лебедев В. И., Мурашова Е. А. Экологическая чистота продуктов пчеловодства // Пчеловодство. — 2003. — № 4. — С. 42—44.
4. Козлова Г. Г., Онина С. А., Махмутов А. Р., Бахтегареева З. Р., Михайлова А. С. Определение содержания селена и его антагонистов в некоторых продуктах пчеловодства // Проблемы региональной экологии. — 2019. — № 1. — С. 29—33.
5. Козлова Г. Г., Онина С. А., Козлов В. Г., Хабибуллина Д. Р. Определение содержания селена и его антагонистов в некоторых продуктах пчеловодства // Проблемы региональной экологии. — 2020. — № 4. — С. 5—10.
6. Селякина К. П., Яхимович Н. П., Алексеева Л. С., Петина А. А. Концентрации селена и теллура в окружающей
среде // Гигиена и профзаболевания. Сборник науч. трудов Моск. науч.-исслед. ин.-та гигиены. — 1974. — № 21. — С. 69—72.
7. ГОСТ 17.4.4.02—2017 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа».
8. ГОСТ 52097—2003 «Продукты пчеловодства. Минерализация проб для определения токсичных элементов».
22
№ 4, 2021
9. ГОСТ 26423—85 «Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки».
10. ГОСТ 26483—85 «Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО».
11. ГОСТ 30178—96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов».
12. Maps-Online.ru — спутниковые карты России. Электронный ресурс. Режим доступа: https://maps-online.ru.
DETERMINATION OF THE CONTENT OF SELENIUM AND ITS ANTAGONISTS IN SOME PRODUCTS OF BEEKEEPING FROM APIARIES LOCATED NEAR URBANIZED AREAS
G. G. Kozlova, Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, gg.birsk@gmail.com;
S. A. Onina, Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, onina_svetlana@mail.ru;
V. G. Kozlov, Ph. D. (Pedagogics), Associate Professor, Russian State University for the Humanities, branch in Domodedovo,
Kozlov.dmd@gmail.com,
D. R. Khabibullina, Undergraduate Student, Birsk Branch of the Federal State Budgetary Institution of Higher Education
"Bashkir State University", habibullina.di@gmail.com
References
1. Ermakov V. V. Biogeohimiya selena i ego znachenie v profilaktike endemicheskih zabolevanij cheloveka [Selenium biogeochemistry and its importance in the prevention of endemic human diseases]. Vestnik otdeleniya nauk o Zemle RAN, elektronnyj nauchno-informacionnyj zhurnal [Bulletin of the Department of Earth Sciences of the Russian Academy of Sciences, electronic scientific information journal]. 2004. No. 1. P. 22, available at: www.facebook.com/onzran.
2. Kalashnikova M. V., Sidorova K. A., Pashayan S. A., Matveeva A. A. Izuchenie himicheskogo sostava organizma pchel v us-loviyah prigorodnyh pasek [Study of the chemical composition of the organism of bees in the conditions of suburban apiaries]. Fundamental'nye issledovaniya. Biologicheskie nauki [Basic research. Biological sciences]. 2013. No. 10. P. 1983—1986 [in Russian].
3. Lebedev V. I., Murashova E. A. Ekologicheskaya chistota produktov pchelovodstva. [Ecological purity of beekeeping products]. Pchelovodstvo [Beekeeping]. 2003. No. 4. P. 42—44 [in Russian].
4. Kozlova G. G., Onina S. A., Makhmutov A. R., Bakhtegareeva Z. R., Mikhailova A. S. Opredelenie soderzhaniya selena i ego antagonistov v nekotoryh produktah pchelovodstva [Determination of the content of selenium and its antagonists in some beekeeping products]. Problemy regional'noj ekologii [Regional ecology problems]. 2019. No. 1. P. 29—33 [in Russian].
5. Kozlova G. G., Onina S. A., Kozlov V. G., Khabibullina D. R. Opredelenie soderzhaniya selena i ego antagonistov v nekotoryh produktah pchelovodstva [Determination of the content of selenium and its antagonists in some beekeeping products]. Problemy regional'noj ekologii [Regional ecology problems]. 2020. No. 4. P. 5—10 [in Russian].
6. Selyakina K. P., Yakhimovich N. P., Alekseeva L. S., Petina A. A. Koncentracii selena i tellura v okruzhayushchej srede [Selenium and Tellurium Concentrations in the Environment]. Gigiena iprofzabolevaniya. Sbornik nauch. Trudov [Collection of scientific. Proceedings of Moscow. Nauchn.-issled. In-t hygiene.]. Moscow, Nauch.-issled. in.-ta gigieny. 1974. No. 21. P. 69—72 [in Russian].
7. GOST 17.4.4.02—2017 Ohrana prirody. Pochvy. Metody otbora i podgotovki prob dlya himicheskogo, bakteriologicheskogo, gel'mintologicheskogo analiza [Protection of Nature. Soils. Methods of sampling and preparation of samples for chemical, bacteriological, helminthological analysis] [in Russian].
8. GOST 52097—2003 Produkty pchelovodstva. Mineralizaciya prob dlya opredeleniya toksichnyh elementov [Beekeeping products. Mineralization of samples for the determination of toxic elements] [in Russian].
9. GOST 26423—85 Pochvy. Metody opredeleniya udel'noj elektricheskoj provodimosti, rN i plotnogo ostatka vodnoj vytyazhki [Soils. Methods for determination of electrical conductivity, pH and solid residue of aqueous extract] [in Russian].
10. GOST 26483—85 Pochvy. Prigotovlenie solevoj vytyazhki i opredelenie ee rN po metodu CINAO [Soils. Preparation of a salt extract and determination of its pH by the CINAO method] [in Russian].
11. GOST 30178—96 Syr'e i produkty pishchevye. Atomno-absorbcionnyj metod opredeleniya toksichnyh elementov [Raw materials and food products. Atomic absorption method for the determination of toxic elements] [in Russian].
12. Maps-Online.ru sputnikovye karty Rossii [Maps-Online.ru — satellite maps of Russia.] Elektronnyj resurs. Rezhim dostupa: https://maps-online.ru [in Russian].
№ 4, 2021
23
